20-国产数控原理及应用.ppt

1、国产数控测井系统 测井原理与应用,章节,第一章 国产大型数控基本工作原理 第二章 国产大型数控测井软件及处理软件特点 第三章 SKH2000数控测井系统 第四章 SKD3000数控测井系统 第五章 SDZ3000快速平台系统 第六章 CJX-V521数控测井系统,第一章 国产大型数控 基本工作原理,一、国产数控基本工作原理图,井下信号下井电源 分离处理单元,深度处理单元,下井高压电源,系统工作电源,输入输出接口,模数转换接口,高速AD接口,工控机,网络,工控机,绞车面板,井口马达马丁代克,下井仪器,UPS,隔离电源,二、国产数控测井过程基本工作原理,市电或发电机电源的220V交流电经隔离电源去

2、除毛刺干扰后进入UPS电源，由UPS输出稳定的220 V交流电源送入下井高压电源箱和系统工作电源箱，系统电源为整个数控地面系统各电路板提供各种低压工作电源；工控机根据不同测井项目发出各种指令到输入输出接口板，输入输出接口板对计算机发来的指令进行译码，译码输出送到下井电源和井下信号分离处理单元控制各板卡工作；同时，计算机发出高压电源下井指令控制下井电源通道继电器矩阵动作，继电器矩阵把下井高压电源 和井下上传信号正确分离，一方面把高压电源和下井通讯指令送往井下，另一方面把下井仪器产生的测井信号送入相应信号处理板卡进行处理。 在计算机控制下，下井高压电源经下井电源和信号分离处理单元输出，再经过测井电

3、缆送往下井仪器，下井仪器开始工作并采集井下信号，下井仪采集到的测井信号经测井电缆上传进入数控地面系统的信号分离处理单元完成对测井信号的分离处理。 随着测井电缆上提移动，测井电缆的运动带动马丁代克转动，马丁代克的光电编码盘产生相位相差90度的A、B两路深度脉冲送入深度处理单元，当A超前B时计算机判断为电缆上提，当B超前A时计算机判断为电缆下放。测井深度处理单元对马丁代克送来的深度脉冲进行处理，计算出的测井深度和测井速度送绞车面板显示，同时，深度处理单元向计算机发出深度中断请求，请求计算机从信号处理单元取数，计算机接收到中断请求后立即从外设取数，计算机根据所取数据利用内核软件里的计算公式把采集量换

4、算为工程量（如电阻率、孔隙度、密度值、时差等）送磁盘记录、显示屏显示、打印机输出。,三、各测井信号处理基本流程,从信号传输方式上讲，有模拟信号、脉冲信号、声波信号、 PCM信号等，PCM信号又分为PCM3502、PCM3506、PCM3508、WTC，他们经数控地面系统处理过程各不相同，各种信号处理过程简述如下： 井下上传模拟信号经数控系统模拟板卡处理，送AD板进行模数转换，把模拟量转换为数字量经输入输出板送入计算机； 井下上传脉冲信号经数控系统脉冲板卡处理，变为等幅同宽的串行脉冲送输入输出接口板8253计数器，由计数器转换为并行数据送入计算机； 井下上传声波波列信号经数控系统声波板卡处理，送

5、入高速AD采集，高速AD把采集数据直接送计算机； 井下上传的PCM编码信号经数控系统PCM解码板解码，变为并行数据送计算机； 各种采集数据送入计算机后，计算机利用相应的刻度数据和计算公式，把各采集量换算为相应的工程值，送磁盘记录、显示器显示、打印机打印。,第二章、国产数控系统软件介绍,任何数控测井系统都是由硬件和软件组成，硬件完成对信号的传送、处理和采集 ，软件则对信号的传送、处理和采集 进行正确控制，软件内的各种计算公式则把采集量转换为测井解释需要的工程量，如电阻率、孔隙度、密度值、声波时差等。,一、测后服务功能 磁记号校正：用于磁记号丢失或零乱时的测井曲线深度记号校准； 数据格式转换：用于

6、把测井数据转换为甲方需要的LIS格式和716格式； 深度平移：用于在出标准图和组合图式时的各曲线深度对齐； 曲线按深度抽取：用于为甲方提供所需要的某一条或某几条曲线； 曲线合并：用于为甲方提供标准图和组合图； 深度校正：用于校准马丁代克测量轮，提高测井深度精度；,曲线拼接：用于同种仪器不同次测量曲线拼接为整条曲线，为甲方提供优质测井资料； 转换采样率：用于把数据采样率成倍增加或减小，适合解释处理需要； 深度颠倒：用于把下放测井采集数据转换为上提测井数据深度，如泥浆温度电阻率测井； 曲线重计算：测井过程记录原始数据，一旦工程数据丢失，利用重计算可得到原始工程数据。 打印井斜三图一表和井斜数据表格

7、数据：为甲方提供井身剖面图、俯视图、井眼轨迹图和井斜数据表。,二、模拟自检软件 计算机软件系统提供各种标准模拟测井信号，用于对数控系统的硬件检查，便于确定和排除故障。 三、实时控制软件 在测井仪器下放和上提过程中，可实时输入指令以选择合适的曲线边界和控制下井仪工作状态。 四、新增作业软件 根据生产需要，可快速形成新的测井项目，以配接新的下井仪器。,第三章 SKH-2000数控 测井系统,一、SKH-2000数控测井仪,主要特点： 两台主机连网,可以同时完成现场测井及测井资料的现场处理工作。 两台主机的内部配置完全相同,如果测井过程中测井主机发生故障,只需启动另台主机的测井程序,就可以完成现场测

8、井任务,无需任何硬件重组的连接过程,大大减少了现场主机故障排除时间。 主机可通过高智能的电缆通讯卡,与下井仪进行双向通讯,使得系统具有很强的组合测井能力。,SKH-2000,二、正视图,示波器,深度/射孔取芯单元,显示器,显示器,记录仪,接口电路与接线控制单元,计算机,计算机,高压电源,UPS电源,系统电源,隔离电源,SKH-2000,绞车面板,普通AD,示波器,HSAD,I/O接口,三、SKH2000基本原理,综合控制箱,控 制 卡,深度射孔井口信号,马丁代克、磁记号、张力磁定位,下 井 直 流 高 压,系 统 电 源,隔离电源 电极系换向卡,工控机,UPS电源,下 井 仪 器,SKH-20

9、00,四、主要测井功能,能够配接83系列部分3700系列DDL系列AT+系列下井仪器，完成常规裸眼井测井，生产井测井，具备射孔和取芯功能。系统扩展后，能够完成GR能谱测井项目。,SKH-2000,具有以下组合测井能力,GR/声速/双感应-八侧向； GR/双侧向/微球； GR/CNL/CDL； 电极系/GR/微球/微电极/井径； CCL/GR/CBL/VDL。,SKH-2000,五、主要指标,深度采样率（点/米）为：8、16、32、64、128、256可选，或10、20、40、80、160、320可选。 时间采率为：模拟3米/分-20米/分的测井速度。 仪器最大测井速度：5km/h；最大下放速度

10、：15km/h。 最大测量井深 9999.99m。 可同时显示记录25条曲线； 明记录：API格式；深度比例 1：20、1：50、1：100、1：200、1：500 可选。 五路脉冲通道，十六路模拟通道。,SKH-2000,六、事后处理功能,曲线回放 曲线编辑、平移、抽取、合并、拼接等 磁记号自动校深 数据格式转换 现场直观解释,SKH-2000,七、基本系统配置,主机：两台工业控制机。 资料转储：软盘、ZIP250CD-RW、U盘均可。 记录仪：820热敏记录仪。 UPS+隔离电源。 示波器：日立20MHz，双踪。 计算机接口卡：A/D卡，多功能卡（I/O），高速A/D卡。 系统电源。 两个

11、标准机架（含风扇、导轨、减振器）。 深度系统（双轮，双码盘马丁代克）。 接线控制/仪器接口单元。 模拟源。,SKH-2000,第四章、SKD3000数控 测井系统,一、SKD-3000数控正视图,SKD-3000,热敏打印机,显示器,前置采集机,工控机,示波器,UPS,隔离电源,显示器,综合 控制箱,交流高压,工控机,深度/射孔取芯单元,二、SKD3000数控主要特点： 1网络化，资源共享 该系统配备两台工控机，通过网络与前置采集机进行数据交换。前置采集机接收主机命令，控制系统硬件的工作， 两台主机一方面可分别作为测井主机,互为备份，另一方面可同时进行测井和资料处理工作，大大提高了测井时效。

12、2分布式设计，控制灵活，易于扩展 该系统的硬件资源智能化，各种控制及调节全部采用软件程控，独立完成信号的处理工作，前置机通过标准接口很灵活地控制外设工作，使得系统具有很强的适应性和扩展性。,SKD-3000,3前置主机配有彩色液晶显示窗口，实时监视主机命令和硬件处理的原始采集数据，便于系统故障的诊断。 4测井软件采用Windows操作系统，图形操作界面，测井作业的建立采用仪器库的形式，很方便的建立新的作业，配接新型仪器，完成新的测井功能。,SKD-3000,5操作提示中英文相互切换。资料出图、图头格式可公英制选择，便于开拓国际市场。 6具备常规裸眼井、开发生产井、射孔取芯功能及1318能谱、1

13、016地层倾角、C/O等测井功能。,SKD-3000,三、SKD3000数控技术指标,信号通道： 8道12位A/D通道，自动完成缆芯转换、信号处理与采集； 1道12位高速A/D通道，自动完成波列信号高速采集； 8道16位计数通道，自动完成缆芯转换、信号处理，周期与计数测量； 4道电极通道，自动完成缆芯转换、信号处理与采集； PCM通道（3502、3506、3508、WTC）。,SKD-3000,深度系统： 深度采样间隔：8、16、32、64、128、256、512点/米或10、20、40、80、160、320、640点/米 工作方式：马丁代克双轮在线或井口马达，可公英制切换,SKD-3000,

14、电源系统及作业能力： 三组程控直流高压，0-250V 1A 程控、手动调节； 两组交流高压，0-300V连续可调 ； 作业能力： 能配接83系列、部分3700系列、DDL3变密度， 完成裸眼测井、生产测井、射孔取芯作业。,SKD-3000,四、SKD3000数控基本系统配置,主机：两个工业控制机，配置可选； 资料转储：软盘、ZIP250CD-RW、U盘等均可； 记录仪：820热敏记录仪； 隔离电源单元； UPS电源单元； 示波器单元； 综合控制器单元； 信号采集单元； 交流电源、程控直流电源； 两个标准机架。 系统为板卡级备份,SKD-3000,SKD-3000,五、SKD3000系统原理,六

15、、具体单元组成框图,SKD-3000,七、系统技术,接口技术 分布式处理技术； 标准总线接口技术； 所有板卡智能化技术； 网络技术； 信号分离和匹配技术；,SKD-3000,八、系统软件组成,作业生成 作业选择 刻度 测井 回放 编辑 数据格式转换,SKD-3000,九、作业生成功能,仪器参数输入 组合作业生成 自动生测井成服务表 自动生成测井过程,SKD-3000,十、作业选择,采用提示条方式，选取任意作业进行操作,SKD-3000,十一、刻度功能,根据仪器串接情况自动调用 完善的刻度控制过程,SKD-3000,十二、测井功能,深度驱动、时间驱动、点测； 完善的控制命令； 同时显示测井曲线、

16、谱图、工程数据； 实时记录原始采集数据和工程数据； 数据记录安全、可靠；,SKD-3000,十三、回放功能,格式灵活 具有回放标志 回放方向任意控制,SKD-3000,十四、编辑功能,曲线抽取、平移、合并、拼接、采样点修改； 文件中记入编辑标志； 利用原始数据重新计算；,SKD-3000,十五作业能力,裸眼测井功能 工程测井功能 射孔取芯功能 生产测井功能 吸水剖面测井 产液剖面测井,SKD-3000,十六、显示、出图方式数据格式,显示、出图灵活，具有中、英文选择； 符合API格式 图头灵活，可有3700方式； 数据记录格式为仿716格式，并事后可转换为716、LIS等格式。,SKD-3000

17、,十七、组合测井能力,传统的83系列缆芯组合方式； 3700系列组合方式； 生产测井组合方式； 自成系统的组合方式； 脉码方式可适应3502、3506、3508 、WTC。,SKD-3000,十八、自成系统的组合方式,加长电极+电位梯度+遥测仪+自然伽玛仪+微电极井径+连续测斜仪； 自然伽玛+声速测井仪+双感应八侧向测井仪； 自然伽马双侧向微球； 伽玛+补偿密度补偿中子； CCL+自然伽玛+中子伽玛 +声幅、变密度,SKD-3000,十九、特殊项目的完成方式,主要配接3700的1318伽马能谱、1016倾角、2727碳氧比、2222岩性密度下井仪器完成特种测井功能,SKD-3000,第五章、S

18、DZ-3000快速测井平台,SDZ-3000,目 录,一. 概 述 二. SDZ-3000快速测井平台的组成及配置 三. SDZ-3000快速测井平台的特点 四.系统工作原理 五.SDZ-3000快速测井平台的技术指标及分项技术指标 六. 现场试验效果,SDZ-3000,一.快速测井平台概述,对于大多数油气田，常规测井资料已基本能够满足地质学家的需要。 在裸眼井测井中，电阻率加上三孔隙度测井占据了78%的市场份额。 快速测井平台就是一次测井，取得全部常规资料的组合测井系统。 近年来，随着测井技术的发展，多组合、小尺寸的快速测井平台系统，以其仪器的稳定可靠，相对低廉的价格和大大节省井场占用时间等

19、鲜明特点而显示出强大的竞争优势。,一.快速测井平台概述,快速测井平台的应用优势 资料来自斯伦贝谢网站,一.快速测井平台概述,国外斯伦贝谢、哈里伯顿、阿特拉斯三大公司都积极加强常规测井系列的研究及应用，运用随钻测井的高可靠技术，使常规测井朝着多组合、小尺寸、高可靠、低成本的方向发展. 斯伦贝谢公司开发的PLATFORM EXPRESS系统是目前最具代表性的一种产品，对传统的三组合仪器串（密度、中子、电阻率）的优化设计和组装，长度和重量都缩减了一半多，测速提高了一倍，抗震性能明显提高，可记录所有测量自然伽玛、中子空隙度、体积密度、PE、冲洗带电阻率及地层电阻率，适合于开发井测井和老油田挖潜。,一.

20、快速测井平台概述,斯伦贝谢 PLATFORM EXPRESS系统,一.快速测井平台概述,鉴于测井技术的发展和服务市场的需求，测井公司在充分调研的基础上购置了SDZ-3000快速测井平台，为新一代高集成、高可靠、高时效的组合测井系统； SDZ-3000快速测井平台综合了常规测井的全部仪器，采用集成化设计、数字处理等先进技术，大大缩短了仪器长度，改善了仪器的地层分辨率。仪器全长16米，一次下井，同时完成电极系、双侧向、双感应八侧向、补偿声波、高分辨声波、微球、微电极、井径、自然伽玛、补偿中子、补偿密度、连续测斜等功能；,SDZ-3000,一.快速测井平台概述,SDZ-3000,快速平台地面系统正视

21、图,SDZ-3000,二.系统组成及配置,3100地面数控测井仪 3010加长电极马笼头 3020集成化线路1 3030绝缘短节 3040声波探头,3050旋转短节 3060恒功率双侧向 3070集成化线路2 3080双感应八侧向 3081液压推靠 3090补偿中子,SDZ-3000,三.系统特点,1. 地面系统为多处理器分布式网络结构，下井仪器 串采集处理软件可实时添加，在测井同时实时监 控下井仪的工作状态、工作温度等信息，可屏蔽 任意单项仪器，提高一次测井成功率。具有勘探 井、开发井测井、生产测井、射孔取芯等功能； 2. 一次测井可完成常规测井、放射性和辅助测能； 3. 下井仪器高度集成，

22、长度短，侧向串仪器长度16 米，感应串仪器长度19米；而常规仪器组合长度 为近30米；,SDZ-3000,三.系统特点,4.仪器短节全部采用智能化接口，信号处理 全部采用软件数字化方法，极大提高了仪 器的灵敏度和可靠性； 5.下井仪之间通讯采用标准总线方式，具有 很强的组合扩展能力； 6.整体结构优化设计，仪器连接方便 ；,SDZ-3000,主要特点： 1网络化，资源共享 该系统为纯双系统，配备两台工控机，两台前置采集机,工控机通过网络与前置采集机进行数据交换。前置采集机接收主机命令，控制系统硬件的工作，两台主机一方面可分别作为测井主机,互为备份，另一方面可同时进行测井和资料处理工作，大大提高

23、了测井时效。 2分布式设计，控制灵活，易于扩展 该系统的硬件资源智能化，各种控制及调节全部采用软件程控，独立完成信号的处理工作，前置机通过标准接口很灵活地控制外设工作，使得系统具有很强的适应性和扩展性。,SDZ-3000,自成系统的组合方式(满贯测井方式),电极系+双侧向双感应八侧向+补偿声波+高分辨声波+微球+微电极井径自然伽马补偿中子补偿密度连斜 CCL+声幅、变密度+自然伽玛+中子伽玛,SDZ-3000,自成系统的组合方式,地面系统挂接以上仪器串系列可一次完成常规裸眼测井任务，一次完成常规工程测井任务。,SDZ-3000,特殊项目的完成方式,主要配接3700的1318伽马能谱、1016倾

24、角、2727碳氧比、2222岩性密度下井仪器完成特种测井功能 其他特点同SKD3000数控系统,SDZ-3000,四 、系统工作原理,系统框图,SDZ-3000,具体单元组成框图,SDZ-3000,综合控制机箱,前面板,SDZ-3000,综合控制机箱,接线控制部分原理框图,SDZ-3000,五.地面系统总体技术指标,信号通道： 8道12位A/D通道,自动完成缆芯转换、信号处理与采集 1道12位高速A/D通道，自动完成信号高速采集 8道16位计数通道，自动完成缆芯转换、信号处理，周期与计数测量 4道电极通道，自动完成缆芯转换、信号处理与采集 PCM通道（3502、3506、3508、WTC）,S

25、DZ-3000,五.下井仪器总体技术指标,最高工作温度：175，2h； 最大承受压力：140MPa； 仪器外径：89mm； 仪器总长：16米(侧向串)/ 19米(感应串)； 仪器额定测速：600m/h； 下井仪供电：18010VAC，502Hz； 下井仪壳体材料：不锈钢和钛合金；,SDZ-3000,五.分项技术指标,1、遥测短节 长度：2.412米； 通讯方式：标准3508方式； 测量项目：四道电极、声波、SP、GR、中子、密度； 作用：具备以上6种高集成电子线路，主要用于接收数控下发指令并把井下采集信号编码上传。,SDZ-3000,五.分项技术指标,2、声波探头 长度：2.164米； 测量参

26、数：补偿声波时差、高分辨时差； 纵向分辨率：15cm、45cm； 发射方式：单发四收； 作用：发射晶体向井周发射声波，声波沿井壁滑行到接收探头，由接收探头接收声波信号送电子线路处理，然后送往数控系统计算时差，用于计算地层孔隙度,SDZ-3000,五.分项技术指标,4、双侧向短节 长度：3.271米； 测量参数：浅侧向、深侧向 ； 作用：由侧向电极棒主电极向地层发出主电流，在电子线路控制下，整个电极棒各电极环形成一个组合电场，通过测量因电场产生的电位差求出深浅探测范围不同的电阻率，其测井曲线主要用于求原状地层电阻率，划分油水层。,SDZ-3000,五.分项技术指标,5、连斜微球（微电极）短节 长

27、度：1.813米； 测量参数：井斜、方位、自转、井径、冲洗带、 泥饼、屏流比（微电位、微梯度）、 中子、密度； 作用：用于处理由连斜、微球、中子、密度各探头送来的原始信号并编码上传，送数控系统求出冲洗带电阻率确定泥浆侵入情况，微电极划分地层剖面，中子、密度值确定地层孔隙度，井斜方位确定井身剖面,SDZ-3000,五.分项技术指标,6、液压推靠器 长度：2.952米； 推靠力：大于35kg； 极板：微球（微电极）、密度探头； 作用：用于把微球（微电极）、密度极板紧贴井壁 以取得可靠测井资料。,SDZ-3000,五.分项技术指标,7、补偿中子 长度：1.85米； 测量范围：3至70P.U； 石灰岩

28、测量误差：孔隙度7P.U 误差为：0.5P.U； 孔隙度7P.U 误差为：7； 重复性在1.5PU，孔隙度在石灰岩中1.5PU； 作用：中子曲线用于指示地层含氢指数，计算地层孔隙度，特别是通过比较裸眼井补中和套后补中用于指示天然气层。,SDZ-3000,五.分项技术指标,8、补偿密度 长度：2.952米； 测量精度：0.03g/cm3； 测量范围：1.503.00g/cm3； 泥饼补偿厚度15cm； 重复误差：0.05g/cm3； 作用：用于计算地层岩石密度值，也用于指示地层孔隙度。,SDZ-3000,五.分项技术指标,9、旋转接头 长度：0.995米； 贯通线：12根； 接触电阻：小于0.2

29、； 最大扭距：1.3Nm； 作用：用于减少推靠器自转，提高安全系数和测井质量。,SDZ-3000,五.分项技术指标,10、绝缘短节 长度：0.408米； 绝缘性能：大于300M； 作用：连接在声波与侧向之间保证电极棒电场分布平衡，提高双侧向测井资料质量。,SDZ-3000,第六章、CJX-V521 数控测井系统,CJX-V521,CJX-V521正视图,CRT显示器,工控机,50M日立示波器,键盘,多功能电源,820绘图仪,RFT功能箱,信号电源转接箱,CRT显示器,工控机,键盘,综合信号箱,UPS,泥浆电阻率面板,820绘图仪,17彩显,磁记号,示波器,多功能电源,820 绘 图 仪,奔工控机,IO接口 深度接口,综合采集接口,接口面板,UPS,马丁代克,RFT,泥浆电阻率 温度面板,键盘,张力计,智能绞车 面板,下井仪器,521测井系统原理图,基本系统配置,主机：两个工业控制机，配置可选。 资料转储：软盘、ZIP250CD-RW。 记录仪：820热敏记录仪。 电源转接单元 UPS电源单元。 示波器单元。 综合控制信号采集单元。 多功能电源单元 系统为三机柜板卡级备份,CJX-V521,作业能力,裸眼测井功能 工程测井功能 射孔取芯功能 生产测井功能,CJX-V521,显示、出图方式数据格式,显示、出图灵活，具有中、英